proe软件的汽车曲轴参数化设计(附件)
曲轴作为发动机中最重要的组成部分之一，它的设计也是发动机设计中一个举足轻重的环节。曲轴的尺寸参数不仅影响着发动机的整体尺寸，同时也影响着发动机的可靠性和寿命。从目前来看，传统的发动机曲轴设计效率低下，不仅成本高，而且周期也是十分的长。所以本文对曲轴进行参数化设计的研究是很有必要的。本文研究了国内外的曲轴发展现状，筛选了各种参数化设计的软件，选择了Pro/E这款软件来进行研究关键词 曲轴，参数化，proe
目 录
第1章绪论 1
1.1课题研究背景及意义 1
1.2国内外发展现状 1
第2章汽车曲轴结构、作用、工作原理分析 2
2.1汽车曲轴结构 3
2.2曲轴的结构特征分析 4
2.3汽车曲轴作用 4
2.4汽车曲轴工作原理 5
第3章Pro/E软件进行参数化设计方法研究 5
3.1Pro/E软件的概况及特点 5
3.2参数化设计方法研究 6
3.3基于特征参数化建模技术 8
第4章应用Pro/E软件进行曲轴参数化设计 8
4.1曲轴的实体设计 8
4.2曲轴的材料 17
4.3曲轴参数化建模 17
结论 20
致谢 21
参考文献 22
第1章绪论
1.1课题研究背景及意义
随着社会经济的不断发展和人民生活水平的不断提高，汽车在人们的生活中越来越普遍。虽然汽车很常见，但它的设计仍然很复杂，尤其是发动机，因此设计者必须准确地计算设计来选择每个组件。但是目前这些工作不仅量很大，而且工作周期长，其中还包括很多的重复工作，而曲轴作为发动机的重要组成部分，它的制造加工工艺的复杂程度可想而知，因此可以通过Pro/E（Pro/Engineer操作软件）来解决这些待解决问题。曲轴是发动机的重要部件之一。它利用连杆的力，并通过曲轴将其转换成扭矩输出，并驱动发动机上的其他附件。曲轴承受旋转质量的离心力、气体的周期惯性力和往复惯性力，从而曲轴承受弯曲扭转载荷。因此，曲轴需要具有足够的强度和刚度，曲轴的表面需要耐磨，工作均匀，并具有良好的平衡性。
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Pro/E软件在目前的三维造型软件领域中占有着重要的地位。Pro/E第一个提出了参数化设计的概念，其参数化设计功能对某些具有规律性的结构设计十分高效。由于曲轴设计的重复量大，它完全满足Pro/E所提出的参数化概念。如果可以成功的把参数化设计和曲轴的设计相结合起来，那么就将大大的减少曲轴的设计时间，也可以使大量的棘手问题得到解决。
1.2国内外发展现状
在过去的几十年中，曲轴的结构设计取得了较大的发展。国外曲轴的发展比我们早，取得的成绩也比我们高。在很久以前，英国的威尔逊就在曲轴结构强度取得了很大的成果；美国的洛厄尔对大量的曲轴进行了对比计算，通过自己无数的计算，把曲轴的设计方法进行了提高；哈塞尔格鲁伯在对斯塔耳的研究成果的基础上，完成了无数次参数与弯曲和扭转形状参数的独立关系的研究，得到了曲轴最大应力的计算方法。
由于我国的曲轴发展比较晚，因此各种技术也是落后于国外，但最近几年在众人的不断努力下，也取得了不错的成绩。2008年，通过大量实验，彭兴玖发现，在铸造缺陷修补机曲轴面和凸轮轴面的缺陷焊补过程中，焊补点附近没有明显的退火现象。焊接后，经过磨削或抛光加工，轴表面不能看到焊接表面。实验结果表明，利用铸造缺陷修补机焊补曲轴、凸轮轴面的缺陷是一项很好的技术。2010年，闫保和、董小瑞等人通过对曲轴的性能分析，计算了曲轴单拐和整体曲轴的强度。结果表明，曲轴有限元模型和边界条件的正确性以及可靠性，并得到了相应的应力云图，同时也得到了与实际相符合的模态频率和模态振型，为曲轴的改进设计找到了一种提高曲轴强度的有效途径。
在参数化应用方面，Pro/E操作软件是美国参数技术公司旗下的CAD/CAM/CAE一体化的三维软件。Pro/E是美国参数技术公司的重要产品。在目前的三维造型软件领域中占有着重要地位，并作为当今世界机械CAD/CAE/CAM领域的新标准而得到业界的认可和推广，并且采用了单一数据库来解决牲的相关性问题。
我国目前对Pro/E软件的应用也越来越广泛。2015年朱宵瑾、朱玺良为了减轻农民在温室大棚中搬运农产品时的劳动强度，通过Pro/E软件的三位实体建模功能，设计了一款可半自动装卸的搬运车。该车由传动机构、链条升运机构、离合机构、卸载机构、车架五部分组成，实现了箱体的装卸，也实现半自动装卸搬运车的参数化设计。2016年，王力以Pro/E软件为平台，创建了刚轮的基本参数，并建立了其关系式，用渐开线方程绘制了钢轮齿廓，并成功的设计出钢轮的三维模型。他对钢轮的参数进行了无数次修改，设计出了钢轮的三维模型，实现了刚型车轮的参数化设计，减少了重复性设计过程，提高了刚型车轮的设计效率。同年，陈家顺、周岳斌利用Pro/E参数化设计，通过Pro/E中的"关系"、"参数"、"程序"开发工具，根据不同尺寸和工作要求，输入了V型带轮的三维模型，得到相对应的参数值，可以方便地设计标准V带轮的三维模型，实现V带轮的参数化设计。2017年，王冰冰、林木、赵书强等人利用Pro/E软件的二次开发工具，实现了包装机械卡扣机参数化设计系统，在系统中输入参数，即可自动生成三维实体模型和符合国标的二维工程图，大大减少了设计的时间，提高了工作效率，并减少了设计人员的工作量。2017年，何辛保、王建平、邓中华等人运用Pro/E软件参数化设计功能，对斜齿圆柱齿轮进行了参数化赋值，创建了三维实体模型，当需要获得一系列具有相似结构和不同尺寸的零件时，只要改变斜齿轮的相关参数，才能准确快速地完成三维实体模型的变更设计。
第2章汽车曲轴结构、作用、工作原理分析
2.1汽车曲轴结构
曲轴由曲轴的前端、连杆轴颈、主轴颈、曲柄、平衡块和曲轴的后端凸缘组成。
目 录
第1章绪论 1
1.1课题研究背景及意义 1
1.2国内外发展现状 1
第2章汽车曲轴结构、作用、工作原理分析 2
2.1汽车曲轴结构 3
2.2曲轴的结构特征分析 4
2.3汽车曲轴作用 4
2.4汽车曲轴工作原理 5
第3章Pro/E软件进行参数化设计方法研究 5
3.1Pro/E软件的概况及特点 5
3.2参数化设计方法研究 6
3.3基于特征参数化建模技术 8
第4章应用Pro/E软件进行曲轴参数化设计 8
4.1曲轴的实体设计 8
4.2曲轴的材料 17
4.3曲轴参数化建模 17
结论 20
致谢 21
参考文献 22
第1章绪论
1.1课题研究背景及意义
随着社会经济的不断发展和人民生活水平的不断提高，汽车在人们的生活中越来越普遍。虽然汽车很常见，但它的设计仍然很复杂，尤其是发动机，因此设计者必须准确地计算设计来选择每个组件。但是目前这些工作不仅量很大，而且工作周期长，其中还包括很多的重复工作，而曲轴作为发动机的重要组成部分，它的制造加工工艺的复杂程度可想而知，因此可以通过Pro/E（Pro/Engineer操作软件）来解决这些待解决问题。曲轴是发动机的重要部件之一。它利用连杆的力，并通过曲轴将其转换成扭矩输出，并驱动发动机上的其他附件。曲轴承受旋转质量的离心力、气体的周期惯性力和往复惯性力，从而曲轴承受弯曲扭转载荷。因此，曲轴需要具有足够的强度和刚度，曲轴的表面需要耐磨，工作均匀，并具有良好的平衡性。
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Pro/E软件在目前的三维造型软件领域中占有着重要的地位。Pro/E第一个提出了参数化设计的概念，其参数化设计功能对某些具有规律性的结构设计十分高效。由于曲轴设计的重复量大，它完全满足Pro/E所提出的参数化概念。如果可以成功的把参数化设计和曲轴的设计相结合起来，那么就将大大的减少曲轴的设计时间，也可以使大量的棘手问题得到解决。
1.2国内外发展现状
在过去的几十年中，曲轴的结构设计取得了较大的发展。国外曲轴的发展比我们早，取得的成绩也比我们高。在很久以前，英国的威尔逊就在曲轴结构强度取得了很大的成果；美国的洛厄尔对大量的曲轴进行了对比计算，通过自己无数的计算，把曲轴的设计方法进行了提高；哈塞尔格鲁伯在对斯塔耳的研究成果的基础上，完成了无数次参数与弯曲和扭转形状参数的独立关系的研究，得到了曲轴最大应力的计算方法。
由于我国的曲轴发展比较晚，因此各种技术也是落后于国外，但最近几年在众人的不断努力下，也取得了不错的成绩。2008年，通过大量实验，彭兴玖发现，在铸造缺陷修补机曲轴面和凸轮轴面的缺陷焊补过程中，焊补点附近没有明显的退火现象。焊接后，经过磨削或抛光加工，轴表面不能看到焊接表面。实验结果表明，利用铸造缺陷修补机焊补曲轴、凸轮轴面的缺陷是一项很好的技术。2010年，闫保和、董小瑞等人通过对曲轴的性能分析，计算了曲轴单拐和整体曲轴的强度。结果表明，曲轴有限元模型和边界条件的正确性以及可靠性，并得到了相应的应力云图，同时也得到了与实际相符合的模态频率和模态振型，为曲轴的改进设计找到了一种提高曲轴强度的有效途径。
在参数化应用方面，Pro/E操作软件是美国参数技术公司旗下的CAD/CAM/CAE一体化的三维软件。Pro/E是美国参数技术公司的重要产品。在目前的三维造型软件领域中占有着重要地位，并作为当今世界机械CAD/CAE/CAM领域的新标准而得到业界的认可和推广，并且采用了单一数据库来解决牲的相关性问题。
我国目前对Pro/E软件的应用也越来越广泛。2015年朱宵瑾、朱玺良为了减轻农民在温室大棚中搬运农产品时的劳动强度，通过Pro/E软件的三位实体建模功能，设计了一款可半自动装卸的搬运车。该车由传动机构、链条升运机构、离合机构、卸载机构、车架五部分组成，实现了箱体的装卸，也实现半自动装卸搬运车的参数化设计。2016年，王力以Pro/E软件为平台，创建了刚轮的基本参数，并建立了其关系式，用渐开线方程绘制了钢轮齿廓，并成功的设计出钢轮的三维模型。他对钢轮的参数进行了无数次修改，设计出了钢轮的三维模型，实现了刚型车轮的参数化设计，减少了重复性设计过程，提高了刚型车轮的设计效率。同年，陈家顺、周岳斌利用Pro/E参数化设计，通过Pro/E中的"关系"、"参数"、"程序"开发工具，根据不同尺寸和工作要求，输入了V型带轮的三维模型，得到相对应的参数值，可以方便地设计标准V带轮的三维模型，实现V带轮的参数化设计。2017年，王冰冰、林木、赵书强等人利用Pro/E软件的二次开发工具，实现了包装机械卡扣机参数化设计系统，在系统中输入参数，即可自动生成三维实体模型和符合国标的二维工程图，大大减少了设计的时间，提高了工作效率，并减少了设计人员的工作量。2017年，何辛保、王建平、邓中华等人运用Pro/E软件参数化设计功能，对斜齿圆柱齿轮进行了参数化赋值，创建了三维实体模型，当需要获得一系列具有相似结构和不同尺寸的零件时，只要改变斜齿轮的相关参数，才能准确快速地完成三维实体模型的变更设计。
第2章汽车曲轴结构、作用、工作原理分析
2.1汽车曲轴结构
曲轴由曲轴的前端、连杆轴颈、主轴颈、曲柄、平衡块和曲轴的后端凸缘组成。
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